• 제목/요약/키워드: Groundwater flow model

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표층처분시스템 근계영역의 지하수 유동에 대한 모델링 연구 (Modeling the Groundwater Flow in the Near-field of the Near-surface Disposal System)

  • 김정우;방제헌;조동건
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.119-131
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    • 2020
  • 국내 중·저준위 방사성폐기물 처분시설로 고려되고 있는 표층처분시설의 불포화대에서 핵종 이동을 야기하는 지하수 유동을 평가하기 위하여 유한요소법 기반의 COMSOL Multiphysics을 이용한 수치모델을 개발하였다. 그리고, 처분장 가장자리를 대상으로 처분고, 뒤채움재, 처분덮개로 구성되는 표층처분시설과 그 아래에 위치한 불포화대를 포함한 수직 2차원의 모델 영역을 구성하여, 시나리오 별 모델링을 수행하였다. 지속적 강수 유입 조건과 간헐적 강수 유입 조건 비교에서 포화도의 파동 현상을 제외하고는 뚜렷한 차이점을 보이지 않는 것으로 판단되었다. 불포화대의 공극률이나 잔류함수비와 같은 입력 자료는 전반적으로 불포화대 지하수 유동에 큰 영향도가 없는 것으로 판단되었다. 하지만, 불포화대의 수리전도도는 지하수 유동에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 즉, 처분고로의 지하수 유입 속도를 판단하기 위해서는 불포화대의 수리전도도 특성이 신중하게 고려되어야 할 것으로 판단되었다.

Determination of the Optimal Strategy for Pump-And-Treat Method

  • Ko, Nak-Youl;Lee, Kang-Kun
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.204-207
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    • 2001
  • An optimization process for the design of groundwater remediation is developed by simultaneously considering the well location and the pumping rate. This process uses two independent models: simulation and optimization model. Groundwater flow and contaminant transport are simulated with MODFLOW and MT3D in simulation model. In optimization model, the location and pumping rate of each well are determined and evaluated by the genetic algorithm. In a homogeneous and symmetric domain, the developed model is tested using sequential pairs for pumping rate of each well, and the model gives more improved result than the model using sequential pairs. In application cases, the suggested optimal design shows that the main location of wells is on the centerline of contaminate distribution. The resulting optimal design also shows that the well with maximum pumping rate is replaced with the further one from the contaminant source along flow direction and that the optimal pumping rate declines when more cleanup time is given. But the optimal pumping rate is not linearly proportional to the cleanup time and the minimum total pumping volume does not coincide with the optimal pumping rate.

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산악지역 내 LNAPL 오염의 개념모델 정립을 위한 사례연구

  • 강우재;공준;전진오;이상봉;황종식;배우근
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.85-88
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    • 2001
  • Since mountainous area has access restrictions for field work, assessors need to establish a conceptual model of the contamination prior to the field investigation. In this study we established a conceptual model of the contamination based on site inspection and geological survey, followed by the field investigation for the petroleum spill site. In the conceptual model, we estimated that tile contamination should have spread by groundwater and topographical characteristics within the top soil layer. The spread of contamination through rock was not considered in the conceptual model due to impermeable characteristics of metasyenite. The contaminated environmental media of the petroleum spill site include soil and groundwater. According to the analysis result of the contamination, the volume of contaminated soil is estimated approximately 4, 150 cubic meters (7, 055 ton) with most contaminants existing along the groundwater flow within top soil layer.

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MODELING THE HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF A FRACTURED ROCK MASS WITH CORRELATED FRACTURE LENGTH AND APERTURE: APPLICATION IN THE UNDERGROUND RESEARCH TUNNEL AT KAERI

  • Bang, Sang-Hyuk;Jeon, Seok-Won;Kwon, Sang-Ki
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권6호
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    • pp.639-652
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    • 2012
  • A three-dimensional discrete fracture network model was developed in order to simulate the hydraulic characteristics of a granitic rock mass at Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) Underground Research Tunnel (KURT). The model used a three-dimensional discrete fracture network (DFN), assuming a correlation between the length and aperture of the fractures, and a trapezoid flow path in the fractures. These assumptions that previous studies have not considered could make the developed model more practical and reasonable. The geologic and hydraulic data of the fractures were obtained in the rock mass at the KURT. Then, these data were applied to the developed fracture discrete network model. The model was applied in estimating the representative elementary volume (REV), the equivalent hydraulic conductivity tensors, and the amount of groundwater inflow into the tunnel. The developed discrete fracture network model can determine the REV size for the rock mass with respect to the hydraulic behavior and estimate the groundwater flow into the tunnel at the KURT. Therefore, the assumptions that the fracture length is correlated to the fracture aperture and the flow in a fracture occurs in a trapezoid shape appear to be effective in the DFN analysis used to estimate the hydraulic behavior of the fractured rock mass.

Multiphase flow analysis in rock fractures with dynamic MMIP model

  • 지성훈;여인욱;이강근
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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    • pp.32-35
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    • 2002
  • In order to characterize the migration of DNAPL in rock fractures, the dynamic macromodified invasion percolation (DMMIP) model, that is able to reflect the viscous force of groundwater in a fracture network, is suggested. DMMIP simulations are verified against the laboratory expenments, which shows a good qualitative and quantitative agreement.

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삼차원정상지하수모형에 의한 홍적대지의 지하수류동해석 (Groundwater Flow Analysis Using a Steady State Three-dimensional Model in an Upland Area)

  • 배상근
    • 물과 미래
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    • 제22권1호
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    • pp.81-90
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    • 1989
  • 호수와 접하고 있는 홍적대지의 지하수류동계를 알기 위하여 삼차유한차분모형을 개발하여 삼차원정상모의 발생을 행하였다. 대표지층속에 점토층이 렌즈상으로 포함되어 있어 세가지 경우의 이방성을 고려하였다. 모의 발생에는 60$\times$50$\times$30=90,000의 격자점을 설정하였으며 수속판정체계는 0.001m로 하였다. 세가지 경우의 이방성에 대하여, 삼차원정상모의 발생을 행하여 얻어진 결과로부터 해석된 지하수류동계와 추적자 및 수질에 의한 해석(배.비근, 1987)의 결과를 비교하였다. 삼차원해석에서 얻어진 네 개의 대표적인 연직2차원 등 포텐샬단면으로부터 연구지역의 지하수류동계를 추정하였으며 그 결과는 유역산출율과 지하수의 함량-유출량 분포로부터 추정되는 결과와 다름이 없었다.

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분포형 수문모형을 이용한 진주지역의 지하수 개발가능량 추정 (Estimation of Exploitable Groundwater in the Jinju Region by Using a Distributed Hydrologic Model)

  • 이정은;정일문;이정우;김민규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권6호
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    • pp.655-662
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    • 2021
  • 본 연구에서는 진주지역의 지속가능한 지하수 공급을 위한 지하수 개발가능량을 추정하고자 한다. 토지이용, 토양분포 등을 고려한 분포형 함양량을 산정하기 위해 통합수문해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 사용하였다. 모형의 검보정 결과 관측유량과 모의유량치와 모의치의 결정계수가 0.75 ~ 0.80으로 양호하게 나타났다. 계산된 지하수 함양량은 시공간적 분포를 나타내며 겨울과 봄에 걸쳐 낮은 함양량을 나타내나 여름과 가을에는 함양량이 강수량의 패턴에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 계산된 연평균 함양량을 자연유량의 기저유출 분리법을 이용한 결과와 비교하였으며 편차는 3 %내로 적게 나타나 추정된 함양량의 타당성을 확인할 수 있었다. 지하수 개발가능량은 10년빈도 갈수시의 함양량으로 규정하고 있어 본 연구에서는 통계학적 빈도해석 기법을 이용하여 10년빈도 갈수시의 함양량을 산정한 결과 연 강수량의 14.2 %가 개발가능한 양으로 나타났다.

무심천 유역에 대한 지하수 함양량의 시공간적 변동성 분석

  • 정일문;김남원;이정우;이병주
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.282-285
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    • 2006
  • This study is to present the method for estimating groundwater recharge with temporal-spatial variability using the SWAT model which can represent the heterogeneity of the watershed. The SWAT model can simulate daily surface runoff, evapotranspiration, soil storage, recharge, and groundwater flow within the watershed. The model was applied to Musimcheon watershed located in the upstream of Mihocheon watershed. Hydrological components were determined for the period 2001 - 2004, and the validity of the results was tested by comparing the estimated runoff with the observed runoff data at the outlet of the catchment. The results of temporal and spatial variations of recharge were presented, This study suggests that variations in recharge can be significantly affected by subbasin slope as well as land use changes.

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지하수의 천이흐름을 고려한 지하구조계의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Underground Structural Systems Considering Transient Flow)

  • 김문겸;이종우;박성우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1996년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.103-110
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    • 1996
  • In this paper, behaviour of underground structural systems due to excavation and change of groundwater level is analyzed using finite elements. Equilibrium equations based on the effective pressure theory and transient flow equations considering the groundwater level are derived. Integration equations are derived using Galerkin's approximation and time dependent analysis is employed to compute groundwater level change and pore pressures. This computed pore pressures are employed in equilibrium equations and then finally displacements and stresses are computed. The developed program is applied to analyze the behaviour of ground excavation below the groundwater level. The program is also applied to multi-step excavation at the same model. The results show that the displacements of the ground surface are much influenced by the change of the groundwater level. Therefore, it is concluded that the change of the groundwater level should be considered in order to analyze the behaviour of the underground structural systems accurately

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경계요소모형을 이용한 지하 저장공동의 지하수 유입량 분석 (Analysis of Groundwater Flow into Underground Storage Caverns by Using a Boundary Element Model)

  • 정일문;이정우;조원철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권7호
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    • pp.537-544
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    • 2005
  • LPG등 고압가스를 지하에 저장하는 저장공동의 효과적인 관리를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 기존에는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사용되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수월하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였으며 지하공동으로 배수되는 정확한 유입량 산정을 위해 해석해 및 기존의 유한요소해석결과와 비교하여 수치해석의 타당성을 제시하였다. 이 모형은 공동의 설계단계에서 수막공의 간격과 배열형태, 공동의 최적형상을 결정하기 위한 모의실험에서 기존의 유한요소해석의 단점을 극복하는 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.